螺旋波动力学研究新进展

讨论可激媒质中螺旋波的形成和其动力学行为、波头的运动和螺旋波失稳,介绍具有2个稳定点的双稳可激系统中时空斑图和其相应的理论,分析最近实验中发现的反螺旋波,给出螺旋波时空与混沌控制与同步的几种方案。认为螺旋波波头的运动反映了整个系统的对称性,在不同的参数范围内,可以观测到不同的斑图行为,对螺旋波动力学的深入研究有望解决诸如心脏失颤等实际问题,有望加强对非平衡热力学行为的进一步了解。     

二维格子神经元网络中螺旋波的鲁棒性和破裂

研究了二维格子神经元网络中螺旋波的鲁棒性和破裂问题．小世界网络连接被分解为局部规则连接和一定概率的长程连接,实际的生物神经元网络的长程连接概率可能是变化的．因此,用局部规则连接和可变的长程连接概率则更能恰当地研究网络对实际生物系统螺旋波的演化,可变的长程连接概率对螺旋波的影响简化为乘性噪声效应．首先选择恰当的初始值和参数值并在无流边界条件下在神经元网络内诱导出稳定旋转的螺旋波,再考虑网络对螺旋波演化的影响．研究发现当乘性噪声强度小于一定闽值时螺旋波保持很好的鲁棒性,进一步增加乘性噪声强度则发现螺旋波破裂．定义了一类统计同步因子,并通过观察同步因子曲线上临界点参数（如噪声强度和刺激电流强度等）对应的所有格点神经元膜点位来研究螺旋波的相变问题．首先研究了Hindmarsh-Rose耦合神经元网络中螺旋波的鲁棒性和破裂,为验证结论与模型无关则进一步研究了在通道噪声下Hodgkin-Huxley神经元网络螺旋波的破裂和鲁棒性问题,发现在通道噪声下乘性噪声更容易引起螺旋波的破裂．     

不确定变形耦合发电机系统的参数辨识与自适应同步

研究了不确定变形耦合发电机系统的自适应同步和参数辨识，设计了自适应控制器和参数更新规则，理论证明了该控制器可使得两个变形耦合发电机系统——驱动系统和未知参数的响应系统渐进地达到同步，并且可以辨识出响应系统的未知参数．数值模拟结果证明了该控制器的有效性。     

随机非对称耦合控制螺旋波和时空混沌

通过引入随机非对称耦合方法对螺旋波和时空混沌进行控制,数值模拟结果表明:在选择适当的控制参数下,螺旋波和时空混沌能被控制并最终达到稳定的靶波态,实现了对螺旋波和时空混沌的有效控制,在一定的耦合强度c和随机耦合概率p下,两个不同的系统之间存在相同步和完全同步现象,通过计算瞬时平均相位差△φ和泊松系数γ进一步验证了这一现象...     

单向耦合映象格子系统的时空混沌同步

对两个单向耦合映象格子系统提出逐点反馈的同步方法,有效地实现了两个系统取相同参数,不同初始条件时的同步,通过数据模拟实验发现,调整反馈控制参数,可以改变同步速度,最后,将该方法分别推广至双向对称耦合系统,并讨论了反馈项的选取及适合的参数范围.     

基于格子Boltzmann方法研究扩散作用对螺旋波的影响

基于格子玻尔兹曼方法的D2Q9模型,研究激发系统中扩散作用对螺旋波演化行为的影响.数值计算结果显示：保持系统其它参数不变,改变快变量的扩散系数Dy,系统中的螺旋波由圆形向方形转变且波臂变粗,系统能量随Dy的增大而逐渐减少,但总量仍然足以维持系统螺旋波稳定;保持系统其它参数不变,改变慢变量的扩散系数Dx,系统中可以演化出稳定螺旋波、小螺旋波和混沌态3种斑图,系统能量随Dx的增大急剧减少;当Dx＝0.24时,可观察到系统中长臂螺旋波排斥短臂螺旋波现象,Dx增大到一定值时,系统将由激发系统向振荡系统转变.     

耦合混沌系统族串行广义同步研究

混沌同步及Lorenz三维自治混沌系统族概念自提出后,一直是混沌和控制领域研究热点。针对混沌系统族的差值耦合研究了耦合混沌系统的广义同步现象,利用差分方程采用串行工作方式求解广义同步。实验结果证明Lorenz混沌系统的同步性,并且只有当参数α=0．8时,两个耦合系统实现稳定。同时根据研究成果给出进一步研究目标。     

参数驱动实现两个非耦合神经元完全同步与相位同步

讨论了利用外部混沌信号或神经元膜电压实现两个初始条件不同的非耦合Hindmarsh-Rose(HR)神经元的同步问题：利用外部混沌信号调制两个相同的非耦合HR神经元的某些参数，当刺激强度达到某一阈值时最大条件Lyapunov指数(LCLE)变负，两个系统可实现完全同步；利用混沌信号调制两个存在参数差的非耦合HR神经元的输入电流，当刺激强度达到某一阈值时两个系统的最大条件Lyapunov指数都变负，两个HR神经元将实现相位同步．此项研究从实验的角度为实现非耦合神经元同步提供了可行的方法，为今后研究更加复杂的神经元系统打下了一定的理论基础．     

Global Chaos Synchronization of Three Coupled R?ssler Systems and Its Novel Method of Chaos Encryption

以Lyapunov稳定性理论为基础,针对非扩散R?ssler系统研究了3个耦合的恒等系统的全局同步问题.通过选取适当的耦合参数,使得3个系统的耦合参数达到同步.基于混沌遮掩的方法,利用3个耦合的恒等系统,提出了1种二次加密方法,在前2个耦合系统中加密后,利用后2个耦合系统再一次加密.仿真结果表明,3个耦合的恒等系统很快同步,应用于保密通信中达到了掩盖有用信号的目的,并且无失真地恢复出了有用信号.     

3个耦合Rssler系统的全局同步及其新的混沌加密方法

以Lyapunov稳定性理论为基础,针对非扩散Rssler系统研究了3个耦合的恒等系统的全局同步问题.通过选取适当的耦合参数,使得3个系统的耦合参数达到同步.基于混沌遮掩的方法,利用3个耦合的恒等系统,提出了1种二次加密方法,在前2个耦合系统中加密后,利用后2个耦合系统再一次加密.仿真结果表明,3个耦合的恒等系统很快同步,应用于保密通信中达到了掩盖有用信号的目的,并且无失真地恢复出了有用信号.     

可激发介质时空混沌的同步控制法

本文提出了一种利用单向耦合的方法来实现两个处于时空混沌状态的可激发系统的完全同步.数值模拟结果表明,只要选取适当的耦合强度便能实现完全同步.于是我们在此基础上,实现了对可激发介质时空混沌的稳定控制.     

可激发介质时空混沌的同步控制法

本文提出了一种利用单向耦合的方法来实现两个处于时空混沌状态的可激发系统的完全同步．数值模拟结果表明，只要选取适当的耦合强度便能实现完全同步．于是我们在此基础上。实现了对可激发介质时空混沌的稳定控制．     

连续混沌系统在不同系统参数下的混沌同步

因为每个实际系统都存在参数扰动，所以两个参数不同系统的混沌同步更具有实际意义。利用混沌系统的同步化现象与渐进稳定的关系，并在混沌系统中利用参数自适应和驱动反馈，研究了连续混沌系统在不同系统参数下的混沌同步。以Lorenz系统为例进行了研究和数值计算，结果显示，该方法是有效的。     

弱周期参数激励软弹簧Duffing系统的投影同步控制

讨论了经典的非自治系统--弱周期参数激励下软弹簧Duffing系统的投影同步控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,设计了简单实用的非线性反馈控制方法,给出两个系统全状态投影同步的充分条件及控制参数的取值范围.经数值仿真,得到系统在不同参数下的周期态、混沌态全投影同步,证实了设计方法的有效性和鲁棒性.最后,提出拟投影同步的新概念,采用线性反馈控制方法得到弱周期参数激励Duffing系统中全局稳定的拟周期和混沌投影同步.     

外部光反馈对半导体激光器混沌同步系统同步性能的影响

采用单向耦合光反馈半导体激光器混沌同步系统,对外部光反馈对系统实现同步的情况进行了比较,并进一步分析了不同反馈下激光器的参数失配对同步性能的影响.研究表明:光反馈半导体激光器混沌同步系统只在两个反馈区域可以实现完全(超前)同步,且在较强反馈区域实现的同步具有对参数失配更加敏感的特点;另外,当接收端处于强注入锁定的状态下,随着反馈系数的变化,系统会出现由广义同步向完全同步的切换,这会为一种新的混沌键控通信方案提供参考.     

一种新型的基于互耦半导体激光器的双向混沌保密通信系统

基于互耦半导体激光器及其驱动的两个外部激光器,提出了一种新颖的双向激光混沌保密通信系统,数值研究了该系统的同步特性及双向通信性能.结果表明,该系统中两个互耦激光器的混沌输出始终处于非同步状态,无法实现信息的编译码;当编码激光器(系统中用于加载信息的激光器)与解码激光器(系统中用于解码信息的激光器)的参数一致时,每组编解码激光器能获得无延时的高质量混沌同步,并实现实时双向通信;当激光器内部参数失配时,这两组编解码激光器的同步性能及通信质量会受到一定的影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的双向混沌通信.     

线性反馈控制变形Liu混沌系统同步

提出了一种新的变形Liu混沌系统，并基于变形Liu混沌系统的最大李雅谱诺夫指数，采用线性反馈控制方法，研究了变形Liu混沌系统的同步控制问题，给出了实现变形Liu混沌系统同步的控制参数的取值范围，数值仿真证明了该方法的有效性。     

相互偶合作用下混沌系统的同步

过对混沌系统的驱动变量进行相互偶合,使不同初值下的混沌系统达到同步。同步过程不改变原系统的混沌性质。在一定的偶合强度ｋ２下,对Ｌｏｒｅｎｚ混沌系统进行了数值实验,结果在ｋ２＞２的情况下,系统都达到了同步。这一偶合强度明显小于主动被动同步方法中的偶合强度。最后,我们对主动被动同步方法、连续反馈同步方法及相互偶合变量同步方法进行了比较,发现在一定的条件下,三种同步方法具有等价的关系。     

线性反馈控制变形Liu混沌系统同步

提出了一种新的变形Liu混沌系统，并基于变形Liu混沌系统的最大李雅谱诺夫指数，采用线性反馈控制方法，研究了变形Liu混沌系统的同步控制问题，给出了实现变形Liu混沌系统同步的控制参数的取值范围，数值仿真证明了该方法的有效性。     

一种改进的编码辅助载波同步算法

编码辅助同步算法利用译码软信息迭代更新同步参数,有效地实现了低信噪比环境下的载波同步。针对目前这类算法存在频偏估计范围小且估计精度受限的问题,设计了一种新的迭代载波同步系统,利用译码软信息分别进行去调制和更新误差信号,在通过改进的频偏估计器补偿频偏之后又结合科斯塔斯环(costas loop)进一步修正相偏,使得译码器和同步器均趋于收敛。仿真结果表明,提出的算法能够大幅提高频偏估计范围,且与理想同步译码相比,最大性能损失不超过0.2 dB。